1、 2014年課程單元教學(xué)設(shè)計(jì)大賽年課程單元教學(xué)設(shè)計(jì)大賽 道路與橋梁工程系道路與橋梁工程系 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理知識回顧知識回顧 上一講的內(nèi)容上一講的內(nèi)容1、正截面承載力計(jì)算基本假設(shè)2、簡化-等效矩形應(yīng)力圖形3、承載力計(jì)算公式的適用條件（1）超筋與適筋的界限：界限受壓區(qū)高度（2）少筋與適筋的界限：最小配筋率一、一、基本公式及適用條件基本公式及適用條件 3.4 3.4 單筋矩形截面受彎構(gòu)件單筋矩形截面受彎構(gòu)件 基本假定基本假定：1. 平截面假定平截面假定2. 受壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形采用等效矩形，其壓力強(qiáng)度取受壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形采用等效矩形，其壓力強(qiáng)度取fcd3. 不考慮截面受拉混凝土的抗拉強(qiáng)度不

2、考慮截面受拉混凝土的抗拉強(qiáng)度4. 受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力取受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力取fsd單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算圖式單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算圖式 基本計(jì)算原則基本計(jì)算原則：oMd Mu基本公式（基本方程） ssdcdAfbxf)2(00 xhbxfMMcdud)2(00 xhAfMMssdud兩個獨(dú)立的基本方程：公式（3-13）、（3-14）或者（3-15）。 （3-13）（3-14）（3-15）X=0MT=0MC=0適用條件：0hxb（1）為防止出現(xiàn)超筋梁情況，計(jì)算受壓區(qū)高度x應(yīng)滿足： b相對界限受壓區(qū)高度(3-16)(3-16)亦可理解為： 限制受壓區(qū)最大高度，保證適筋梁的塑性破壞

3、 限制承載力上限值 由混凝土強(qiáng)度等級別和鋼筋種類確定表3-2b 則相對受壓區(qū)高度為 00sdssdcdcdfAfxhfbhfssdcdAfbxf由可見 不僅反映了配筋率，而且反映了材料的強(qiáng)度比值的影響，故又被稱為配筋特征值，它是一個比更有一般性的參數(shù)。（3-18）0bhAs只反映了混凝土和鋼筋數(shù)量的比例。當(dāng)=b時，最大配筋率max為 sdcdbffmax x bh0（3-19）max顯然，適筋梁的配筋率應(yīng)滿足：（3-20）意義相同，防止超筋梁在實(shí)際計(jì)算中，多采用前者 max最小配筋率 （2）為防止出現(xiàn)少筋梁的情況，計(jì)算的配筋率應(yīng)當(dāng)滿足：min（3-21）少筋梁與適筋梁的界限。min2個適用條件

4、也防止了脆性破壞min=Max（0.2，45ftd/fsd） %基本公式及適用條件基本公式及適用條件 計(jì)算圖式計(jì)算圖式 cdsdsf bxf A0()2cdxMf bx h0()2sdsxMf A hX=0MS=0MC=0基本公式基本公式b適用條件：（1）為防止出現(xiàn)超筋梁情況（2）為防止出現(xiàn)少筋梁的情況minmin=Max（0.2，45ft/fy） %相對界限受壓區(qū)高度相對界限受壓區(qū)高度 的比較的比較 b二、計(jì)算方法二、計(jì)算方法控制截面：在等截面受彎構(gòu)件中指彎矩組合設(shè)計(jì)值最大的截面。在變截面中還包括截面尺寸相對較小，而彎矩組合設(shè)計(jì)值相對較大的截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算：可分為對控制截面進(jìn)行截

5、面設(shè)計(jì)和截面復(fù)核兩類計(jì)算問題。 1、截面設(shè)計(jì)已知荷載效應(yīng)，求材料、截面尺寸和配筋等。第一步：選擇混凝土等級和鋼筋品種第二步：確定截面尺寸：按照配筋率確定或按照跨度確定。第三步：求受壓區(qū)高度x：第四步：驗(yàn)算： ，是否超筋。第五步：計(jì)算As。 第六步：選擇鋼筋并驗(yàn)算最小配筋率 第七步：進(jìn)行配筋布置。 ucd0(/ 2)Mf bx hx0bxhusd s0(/2)Mf A h x 假定 對于梁一般 =40mm（一排）， =65mm（兩排）板一般 =25mm或35mm 求 由基本方程 （一元二次方程）可得 或 檢查 或 條件 sasahh0 x或)2(00 xhbxfMcdd20002dcdMxhhf

6、 b0200211dcdMxhf bh 0bxhbsasasa 由基本方程可得 選擇鋼筋直徑、根數(shù) 校核 ： （注意As為實(shí)際配筋量）如果 ，則取 ， （即構(gòu)造取筋） 檢查假定 是否等于實(shí)際 ，如誤差大，重新計(jì)算（ 如果 ，則 ，偏不安全） 繪配筋簡圖，并檢查構(gòu)造要求（鋼筋凈距等）。 cdsdsf bxf Acdssdf bxAfmin0bhAsminminmin0sAbhsasassaa假實(shí)0hh假0實(shí)例：已知彎矩計(jì)算值 =120kNm，類環(huán)境，安全等級二級（ 1.0），截面 220500mm，C20混凝土，HRB235鋼筋，求 。解： 假定 =44mm （不要 把與保護(hù)層混淆） 50044

7、=456mm 由教材附表1-1，C20查得 9.2MPa， 1.06MPa =1- =0.3444（1. 值見表3-2。2.寫出計(jì)算過程，便于復(fù)核。3.注意單位 4. 不滿足則修改設(shè)計(jì)） dM0b hsAsasasahh0cdftdf200211bhfMcdd274562002 . 910121210.62bbb 由教材附表1-3，查得 195MPa As= 1630mm2 由教材附表1-6選擇鋼筋 多方案，如選用328，As1847mm2計(jì)算As1630mm2 滿足要求 228125，As1723mm2計(jì)算As 1630mm2 也滿足要求（不要比計(jì)算值超出過多，不經(jīng)濟(jì)，可能超筋，最好在5以內(nèi)

8、。鋼筋直 徑類型不宜太多）選用328，則所需最小梁寬（兩側(cè)保護(hù)層鋼筋外徑鋼筋凈距）： 230328230204cmb=220mm 滿足要求 sdf1953444. 04562202 . 90sdcdfbhfminb如果修改設(shè)計(jì),第一選擇增加h，第二選擇增加 ，第三選擇增加 、b（不宜） sdfcdf328 配筋率 1.84% =Max =0.245，0.2 0.245實(shí)際 44mm假定 繪鋼筋布置圖 45622018470bhAsmin19506. 14545sdtdff22830 saminsa 2、截面復(fù)核1）截面復(fù)核目的：對已經(jīng)設(shè)計(jì)好的截面檢查其承載力是否滿足要求。同時檢查是否滿足構(gòu)造要求2）計(jì)算步驟 已知截面尺寸b、h，鋼筋面積 ，混凝土和鋼筋材料級別 、 ，求截面承載力 。解： 檢查構(gòu)造要求 為已知（不需再假設(shè)） sAsdfcdfuMsa當(dāng)求得的MuM時，可采取提高混凝土級別、修改截面尺寸，或改為雙筋截面等措施。 滿足 時，